CN104938327B - 一种耐盐碱甘薯品种的选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐盐碱甘薯品种的选育方法,属于杂交育种技术领域。本发明的选育方法,包括:采用定向杂交或集团杂交获得F1代杂交实生种子、进行耐盐筛选鉴定、快速繁育和育种步骤。本发明采用定向杂交或集团杂交的方法获得F1代实生种子,后代产生耐盐品种的几率大幅增加;将耐盐甘薯品系筛选鉴定提至首轮(克服了技术偏见:根据产量、品质水平进行首轮筛选),既最大限度保证了杂交后代中耐盐碱单株入选,又淘汰不耐盐碱的材料,大大减少了入选单株,使田间鉴定的工作量显著减少,能够一次完成异地多点产量比较试验,育种年限缩短2‑3年。另外,本发明的方法还具备准确度高,盲目性小,效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐盐碱甘薯品种的选育方法,属于杂交育种技术领域。
背景技术
我国盐碱地主要分布在包括西北、东北、华北和滨海地区在内的17个省份,总面积超过5亿亩。具有农业利用潜力的盐碱荒地和盐碱障碍耕地面积近2亿亩,近期可开展农业利用的盐碱地面积达1亿亩,利用潜力巨大。甘薯是传统的乙醇生产原料作物,适应范围广、耐瘠薄、块根产量和淀粉含量高。从上世纪80年代开始,甘薯耐盐碱性研究陆续开展,研究内容涉及甘薯耐盐碱性筛选、盐胁迫对甘薯生长发育、形态和生理代谢的影响等,研究表明,只要进一步提高甘薯的耐盐碱性,在盐碱地规模化种植可以产生较好的经济效益和生态效益。甘薯耐盐碱性不高,提高甘薯耐盐碱性的研究起步较晚,工作基础相对较弱,国内多数育成品种在低于0.2%的改良盐碱地上种植时,能发挥出品种本身的生产潜力水平,但当土壤含盐量超过0.3%时,多数品种产量水平大幅度降低,耐盐碱品种成为制约盐碱地甘薯产量的主要障碍,面对盐碱地土地整体质量不高,土壤次生盐碱化较重的问题,通过常规育种方法培育耐盐碱甘薯新品种意义重大。
传统耐盐碱甘薯杂交育种程序是:选择综合性状优良的甘薯作为亲本之一,采用定向杂交或者小集团放任授粉的方式获得F1代杂交种子,将F1代杂交实生种子播种,出苗后移栽到干净无病、土壤肥、水条件适中、可充分发挥甘薯生长潜力的大田环境中,根据产量水平筛选单株(首轮筛选);然后将上一步骤入选单株进行快速繁育,分别于不同年份、不同地点进行薯块产量、品质、抗病性等性状的田间鉴定,最终筛选获得目标甘薯新品系,入选品系最后再在盐碱地进行耐盐碱性鉴定试验,该杂交育种程序需要3-5年时间完成田间鉴定。传统耐盐碱甘薯杂交育种方法存在的不足之处在于:一、搭配杂交组合时关注父、母亲本产量水平、品质性状和抗病性较多,较少关注亲本的耐盐碱性;二、根据产量水平、品质性状筛选出的F1代杂交单株群体数量较大,在田间鉴定时需要的人力、物力较多,且需要3-5年时间完成后续的产量、品质、抗病性、耐盐碱性等田间和室内分析鉴定,因此,传统育种程序工作量大,育种年限长,成本高,且在育种的早代未进行耐盐碱鉴定,导致大量耐盐碱甘薯单株可能在首轮筛选中已被淘汰。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种选育耐盐碱甘薯品种的方法。本发明以综合性状好、适应性强、耐0.3%(质量浓度,下同)以上盐碱的甘薯品种作为母本材料,在F1代实生苗时期进行耐盐鉴定,缩短了育种年限、降低了育种成本,育成的耐盐碱甘薯品种可实现盐碱地甘薯的高产高效。
技术方案
一种耐盐碱甘薯品种的选育方法,包括以下步骤:
1、杂交获得F1代实生种子
以耐盐碱甘薯品种作为母本,采用定向杂交或集团杂交的方法获得F1代实生种子;
2、耐盐甘薯单株筛选
将F1代实生种子育苗,出苗后植入氯化钠溶液中,于25-27℃、2000lux光照强度条件下培养,进行耐盐鉴定;
3、耐盐甘薯单株快速繁育
将步骤2得到的耐盐甘薯单株快速繁育,得到耐盐甘薯品系;
4、育种
将获得的耐盐甘薯品系分别种植于不同地区的氯化钠含量超过0.3%的盐碱地,进行产量、品质比较试验,筛选出产量、质量符合要求的耐盐碱品种;
所述氯化钠溶液是由1/5Hoagland溶液和氯化钠配制而成;氯化钠溶液中氯化钠的浓度为150mmol.L-1;所述百分数为质量百分数。
1/5Hoagland溶液,是将Hoagland溶液稀释5倍而成,其组成如表7所示。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,步骤2所述耐盐鉴定以济徐23为对照,筛选获得表型根和植株生长情况优于济徐23的耐盐甘薯单株。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,步骤4的“进行产量、品质比较试验”中的产量、质量标准,根据对目标品系的要求进行确定。例如实施例1、2中,对目标品系的要求为产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上,则以徐薯18的产量、干物质含量作为标准进行比较。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,优选的,所述“耐盐碱品种”是指耐0.3%以上氯化钠含量盐碱地的品种;所述0.3%是指质量百分数。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,优选的,以鲜薯产量超过徐薯18、淀粉含量高于20%的甘薯品种为父本;所述百分数为质量百分数。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,“将F1代实生种子育苗,出苗后植入氯化钠溶液中”是指:将F1代杂交实生种子刻破种皮后播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促扩杈生长;从每个单株上选生长基本一致、4-5个节间长度的分枝;将分枝植入氯化钠溶液中。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法,步骤4以徐薯18作为对照。
上述耐盐碱甘薯品种的选育方法中没有涉及的操作均为常规操作。本发明中所述产量为鲜薯产量。
本发明的有益效果:
1、本发明针对传统育种方法的缺陷,利用耐0.3-0.5%盐碱的甘薯品种作为母本,以鲜薯产量超过徐薯18、淀粉含量高于20%的甘薯品种为父本,经有性杂交获得F1代实生种子,后代产生耐盐碱品种的几率大幅增加;
2、本发明将耐盐甘薯品系筛选鉴定提至首轮(克服了技术偏见:根据产量、品质水平进行首轮筛选),既最大限度保证了杂交后代中耐盐碱单株入选,又淘汰不耐盐碱的材料,大大减少了入选单株,使田间鉴定的工作量显著减少,能够一次完成异地多点产量比较试验,育种年限缩短2-3年;
3、提供的耐盐碱甘薯品种的选育方法,具有育种方法简单,育种周期短(比常规育种方法育种周期缩短1-2年),准确度高,盲目性小,效率高的特点;培育出耐盐碱、综合性状好的甘薯新品种,可实现盐碱地甘薯的高产、高效。
具体实施方式
实施例1
1、育种过程
(1)杂交组合配置
杂交组合1:以耐0.3-0.5%(质量浓度,下同)盐碱的品种苏薯7号为母本,以鲜薯产量超过徐薯18、淀粉含量高于20%的徐薯781为父本,定向授粉,经有性杂交获得F1代杂交种子2000粒;
杂交组合2:以综合性状优良不耐盐碱的鲁薯8号为母本,以不耐盐碱的台农69做父本,经有性杂交获得F1代杂交种子1100粒。
(2)F1代耐盐甘薯单株筛选
将杂交组合1获得的2000粒杂交实生种子播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促分枝生长,选生长发育健全植株1100株,每个单株选4个生长基本一致,4-5个节间长度(15cm左右)的分枝。A法:每个单株的3个分枝植入氯化钠溶液(所述氯化钠溶液是由1/5Hoagland溶液和氯化钠配置而成,氯化钠溶液中氯化钠浓度为150mmol.L-1)中,于25-27℃、2000lux光照强度条件下培养,6-7天后调查薯苗生长和发根情况,以耐盐碱品种济徐23为对照,筛选获得表型根和植株生长情况优于济徐23的耐盐甘薯单株,获得耐盐单株16个;B法:每个单株的另外一个分枝种植到无盐碱地块鉴选,收获时根据薯块产量、结薯数、薯形等筛选获得优良单株56个(筛选标准为:以徐薯18为对照品种,筛选鲜薯产量、结薯数、薯形优于徐薯18的单株)。
表1 不同鉴选方法F1代杂交后代入选结果(杂交组合1)
项 目 | A法鉴选 | B法鉴选 |
F1代单株种植数 | 1100 | 1100 |
F1代单株入选个数 | 16 | 56 |
F1代单株入选率(%) | 1.45 | 5.09 |
由表1结果可以看出,收获时A法鉴选杂交后代入选个数显著少于B法;但是,A法鉴选准确度高,盲目性小。
将杂交组合2获得的F1代实生种子(1100粒)播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促扩杈生长,薯苗长20厘米左右时,选取生长发育健全植株500株,从每个单株上剪取3个4-5个间节长度的茎尖苗,去掉茎基部2片叶;然后采用上述A法进行鉴选;结果如表2所示:
表2 不同杂交组合入选结果(A法鉴选)
项目 | 杂交组合1 | 杂交组合2 |
F1代单株种植数 | 1100 | 500 |
F1代单株入选个数 | 16 | 0 |
F1代单株入选率(%) | 1.45 | 0.0 |
由表2结果可见,亲本耐盐碱性高低对超高耐盐碱性杂交后代的产生具有显著影响,耐盐碱性高的亲本组合(杂交组合1)后代出现耐盐碱性单株的几率极显著超过耐盐碱性低的亲本组合(杂交组合2)。
(3)耐盐碱甘薯单株快速繁育
将杂交组合1采用A法鉴选获得的16个耐盐单株进行高倍快速繁育,得到耐盐甘薯新品系16个;
(4)品系比较试验
将步骤(3)获得的16个耐盐甘薯新品系(A法鉴选),分别于3个地区、氯化钠含量超过0.3%(质量浓度,下同)的盐碱地进行产量比较试验,同时种植徐薯18作为对照;筛选产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系;获得4个耐盐碱品系;
将步骤(3)获得的56个甘薯新品系(B法鉴选)分别进行多点、多年产量比较试验,以徐薯18作为对照;筛选产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系;然后进行耐盐碱性比较试验(在氯化钠质量浓度高于0.3%盐碱地进行培养,筛选产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系),没有获得目标品系;
上述不同甘薯品系比较试验所用时间、用地,如表3所示:
表3 不同鉴选方法试验结果(杂交组合1)
项 目 | A法鉴选 | B法鉴选 |
鉴选用地(亩) | 18 | 82 |
耐0.3%以上盐碱品系(个) | 4 | 0 |
杂交-参加区域试验所用时间(年) | 3 | 5年以上 |
由表3结果可以看出,本发明品种育成时间缩短2年以上,用地数量和工作量大幅减少,不仅显著降低育种成本,且准确性和育种效率显著提高。
实施例2
1、育种过程
(1)杂交组合配置
杂交组合1:以耐0.3-0.5%盐碱品种徐03-31-15为母本,以鲜薯产量超过徐薯18、淀粉含量高于20%的耐盐碱品种济薯21为父本,经有性杂交获得F1代杂交种2200粒。
杂交组合2:以不耐盐碱的济薯22号为母本,不耐盐碱的商薯19为父本,经有性杂交获得F1代杂交种子1950粒。
(2)F1代耐盐碱甘薯单株筛选
将杂交组合1获得的F1代实生种子2200粒播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促扩杈生长,选生长发育健全植株1700株,从每个单株上剪取4个4-5个间节长度的茎尖苗,去掉茎基部2片叶。每个单株一式两份分别采用下述A法、B法进行鉴选。A法:其中3个茎尖苗植入氯化钠溶液(所述氯化钠溶液是由1/5Hoagland溶液和氯化钠配置而成,氯化钠溶液中氯化钠浓度为150mmol.L-1)中,于25-27℃、2000lux光照强度条件下培养,6-7天后调查薯苗生长和发根情况,以耐盐碱品种济徐23为对照,筛选获得表型根和植株生长情况优于济徐23耐盐甘薯单株,获得耐盐单株11个;B法:另外1个茎尖苗种植到健康无病无盐碱的地块,进行产量、品质比较试验,收获时以徐薯18为对照品种,筛选单株产量高于徐薯18、结薯数、薯形优于徐薯18的单株,获得优良的单株75个。
表4 不同筛选方法F1代杂交后代入选结果(杂交组合1)
项 目 | A法 | B法 |
F1代单株种植数 | 1700 | 1700 |
F1代单株入选个数 | 11 | 75 |
F1代单株入选率(%) | 0.65 | 4.4 |
由表4结果可以看出,收获时A法鉴选杂交后代入选个数显著少于B法,但准确度高,盲目性小。
将杂交组合2获得的F1代实生种子1950粒播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促扩杈生长,薯苗长20厘米左右时,选生长发育健全植株1560株,从每个单株上剪取4个4-5个间节长度的茎尖苗,去掉茎基部2片叶;然后采用上述A法进行鉴选;结果如表5所示:
表5 不同杂交组合F1入选结果(A法鉴选)
项目 | 杂交组合1 | 杂交组合2 |
F1代单株种植数 | 1700 | 1560 |
F1代单株入选个数 | 11 | 0 |
F1代单株入选率(%) | 0.65 | 0 |
由表5结果可见,亲本耐盐碱性高低对超高耐盐碱性杂交后代的产生具有显著影响,耐盐碱性高的亲本组合(杂交组合1)后代出现耐盐碱性单株的几率极显著超过耐盐碱性低的亲本组合(杂交组合2)。
(3)耐盐甘薯单株快速繁育
将杂交组合1采用A法鉴选获得的11个耐盐单株进行高倍快速繁育,得到耐盐甘薯新品系11个;将杂交组合1采用B法鉴选获得的75个F1代单株进行快速繁育,得到75个新品系。
(4)品系比较试验
将步骤(3)A法鉴选获得的11个耐盐甘薯新品系分别于3个地区氯化钠含量超过0.3%的盐碱地进行产量比较试验,同时种植徐薯18作为对照品种;筛选产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系;获得3个耐盐碱品系;
将步骤(3)B法鉴选得到的75个甘薯新品系分别进行多点、多年产量比较试验,耐盐碱性比较试验,以徐薯18作为对照品种;筛选鲜薯平均单产高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系,然后进行耐盐碱性比较试验(在氯化钠质量浓度高于0.3%盐碱地进行培养,筛选产量高于徐薯18、干物质单产比徐薯18增产20%以上的品系);没有获得目标品系;
上述不同甘薯品系比较试验所用时间、用地,如表6所示:
表6 不同鉴选方法试验结果
项 目 | A法鉴选 | B法鉴选 |
鉴选用地(亩) | 10 | 78 |
耐0.3%以上盐碱品系(个) | 3 | 0 |
杂交-参加区域试验所用时间(年) | 3 | 5年以上 |
由表6结果可以看出,本发明品种育成时间缩短2年以上,用地数量和工作量大幅减少,不仅显著降低育种成本,且准确性和育种效率显著提高。
表7 1/5hoagland溶液的组成
试剂名称 | 分子量 | 浓度(mmol/l) |
硝酸钙 | 236.15 | 0.8 |
硝酸钾 | 101.01 | 1 |
硫酸镁 | 246.47 | 0.4 |
磷酸二氢铵 | 115.09 | 0.2 |
EDTA-Fe | 367.05 | 0.008 |
氯化锰 | 197.91 | 0.002 |
硫酸铜 | 249.68 | 0.0002 |
硫酸锌 | 287054 | 0.0002 |
硼酸 | 61.83 | 0.0066 |
钼酸铵 | 1235.58 | 0.00004 |
Claims (3)
1.一种耐盐碱甘薯品种的选育方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)杂交获得F1代实生种子
以耐盐碱甘薯品种作为母本,采用定向杂交或集团杂交的方法获得F1代实生种子;以鲜薯产量高于徐薯18、淀粉含量高于20%的甘薯品种为父本;所述20%为质量百分数;
(2)耐盐甘薯单株筛选
将F1代实生种子育苗,出苗后植入氯化钠溶液中,于25-27℃、2000lux光照强度下培养,进行耐盐鉴定;
所述氯化钠溶液是由1/5Hoagland溶液和氯化钠溶液配制而成;氯化钠溶液中氯化钠的浓度为150mmol. L-1;
(3)耐盐甘薯单株快速繁育
将步骤(2)得到的耐盐甘薯单株快速繁育,得到耐盐甘薯品系;
(4)育种
将获得的耐盐甘薯品系分别种植于不同地区的氯化钠含量超过0.3%的盐碱地,进行产量、品质比较试验,筛选出产量、质量符合要求的耐盐碱品种;
所述0.3%为质量百分数;
步骤(2)所述耐盐鉴定以济徐23为对照,对表型根和植株生长情况进行筛选,获得表型根和植株生长情况优于济徐23的耐盐单株;步骤(4),以徐薯18作为对照。
2.根据权利要求1所述的耐盐碱甘薯品种的选育方法,其特征在于,所述“耐盐碱品种”是指耐0.3%以上氯化钠含量盐碱地的品种;所述0.3%是指质量百分数。
3.根据权利要求2所述的耐盐碱甘薯品种的选育方法,其特征在于, “将F1代实生种子育苗,出苗后植入氯化钠溶液中”是指:将F1代杂交实生种子刻破种皮后播种于温棚蛭石粉中,出苗后加强管理,打顶促扩杈生长;从每个单株上选生长基本一致、4-5个节间长度的分枝;将分枝植入氯化钠溶液中。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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